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一种溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料碳包覆磷酸钒锂制造技术

技术编号:8684446 阅读:264 留言:0更新日期:2013-05-09 04:14
本发明专利技术公开了一种溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料碳包覆磷酸钒锂,通过调节pH值来改变颗粒微观形貌并获得不同颗粒尺寸的碳包覆磷酸钒锂粉末,优化其电化学性能。先将摩尔比为1:2:3:1.5的五氧化二钒、柠檬酸、磷酸二氢铵和碳酸锂加入去离子水中混合均匀,调节pH值为2~11,在80℃下形成湿凝胶后移入烘箱于80℃形成干凝胶,再在氢氮混合气(氢:氮体积比为5:95)中于750℃煅烧8小时,自然冷却后研磨、过筛即制得碳包覆磷酸钒锂粉体。所述柠檬酸同时作为络合剂、还原剂和碳源。本发明专利技术改善了磷酸钒锂正极材料的电子电导率、提高了放电比容量,优化了其循环性能,且工艺简单、周期短、成本低,适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池的正极材料,特别涉及一种碳包覆的磷酸钒锂材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池正极材料的比容量远低于负极材料,因此电池的最终性能很大程度上取决于正极材料的性能。目前使用的正极材料主要分为L1-Co-0、L1-N1-0, L1-Mn-O系,但是由于Co资源有限且污染环境;Ni系材料的化学性能不稳定,制备条件严苛;Mn系材料中锂锰氧化物结构不稳定,会发生Jahn-Teller效应,嵌锂容量大大降低,且不可逆容量增力口,各系材料都存在着各种各样的问题。因此,开发一种新型材料是迫在眉睫的科研重任,近年来,除磷酸亚铁锂外,一种新的聚阴离子正极材料-磷酸钒锂,正不断取得人们的关注。该材料因其开放式框架NASIC0N型结构而具有较高的锂离子扩散系数,因其在3.0 4.8V电压窗口内三个锂离子完全脱嵌而具有较高的理论放电比容量197mAh/g,使得其成为一种极具潜力的锂离子电池正极材料。但是磷酸钒锂存在的一些不足也制约了其发展,例如:低电子电导率和循环性能不佳。针对以上问题,目前主要改善电化学性能的方法有以下三种:碳和导电物质包覆,掺杂金属元素和控制颗粒尺寸。其中包覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料碳包覆磷酸钒锂,其特征在于,采用用五氧化二钒、柠檬酸、磷酸二氢铵和碳酸锂为原料,其摩尔比为1:2:3:1.5;所述的锂离子电池正极材料碳包覆磷酸钒锂采用溶胶凝胶方法进行制备,步骤如下:(1)将柠檬酸溶于20ml去离子水中后加入五氧化二钒粉末,五氧化二钒与柠檬酸的摩尔比为1:2;在磁力加热搅拌器上恒温60℃搅拌30分钟,形成深蓝色溶液;(2)将磷酸二氢铵和碳酸锂分别溶于20ml去离子水中,然后倒入步骤(1)的深蓝色溶液中,磷酸二氢铵、碳酸锂和五氧化二钒的摩尔计量比为3:1.5:1;用pH值调节剂加入到深蓝色溶液中,将pH值调为2~11;置于磁力加热搅拌器于60...

【技术特征摘要】
1.一种溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料碳包覆磷酸钒锂,其特征在于,采用用五氧化二钒、柠檬酸、磷酸二氢铵和碳酸锂为原料,其摩尔比为1:2:3:1.5 ; 所述的锂离子电池正极材料碳包覆磷酸钒锂采用溶胶凝胶方法进行制备,步骤如下: (1)将柠檬酸溶于20ml去离子水中后加入五氧化二钒粉末,五氧化二钒与柠檬酸的摩尔比为1:2 ;在磁力加热搅拌器上恒温60°C搅拌30分钟,形成深蓝色溶液; (2)将磷酸二氢铵和碳酸锂分别溶于20ml去离子水中,然后倒入步骤(I)的深蓝色溶液中,磷酸二氢铵、碳酸锂和五氧化二钒的摩尔计量比为3:1.5:1 ;用pH值调节剂加入到深蓝色溶液中,将PH值调为2 11 ;置于磁力加热搅拌器于60°C恒温下持续搅拌I小时,再升温至80°C蒸发溶剂,形成湿凝胶;再将湿凝胶放入80°C的...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭瑞松许雯雯刘丽王超
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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